DDR4内存终极解析（一）--DDR4内存颗粒

（原标题：DDR4内存终极解析（一）--DDR4内存颗粒）

如果搭配Haswell-E处理器的X99平台是DDR4的首秀，那么Skylake为首的Intel 100系列芯片组则正式将DDR4内存推向大众，现如今DDR4内存的价格不断走低，已经有全面取代DDR3之势，相比DDR3内存，DDR4内存频率起跳就是2133MHz，一些高频内存都达到了3200MHz，围绕着DDR4内存的规格及应用下面将以系列篇章形式全面解析DDR4。

DDR4内存新特性

1.外观 一直以来，内存的金手指都是直线型的，而DDR4这一代，内存的金手指发生了明显的改变，那就是变得弯曲了。其实一直一来，平直的内存金手指插入内存插槽后，受到的摩擦力较大，因此内存存在难以拔出和难以插入的情况，为了解决这个问题，DDR4将内存下部设计为中间稍突出、边缘收矮的形状。在中央的高点和两端的低点以平滑曲线过渡。这样的设计既可以保证DDR4内存的金手指和内存插槽触点有足够的接触面，信号传输确保信号稳定的同时，让中间凸起的部分和内存插槽产生足够的摩擦力稳定内存。

DDR4内存新特性

2.带宽和频率 DDR4内存显著提高了频率和带宽，在DDR在发展的过程中，一直都以增加数据预取值为主要的性能提升手段。但到了DDR4时代，数据预取的增加变得更为困难，所以推出了Bank Group的设计。每个Bank Group可以独立读写数据，这样一来内部的数据吞吐量大幅度提升，可以同时读取大量的数据，内存的等效频率在这种设置下也得到巨大的提升。DDR4架构上采用了8n预取的Bank Group分组，包括使用两个或者四个可选择的Bank Group分组，这将使得DDR4内存的每个Bank Group分组都有独立的激活、读取、写入和刷新操作，从而改进内存的整体效率和带宽。如此一来如果内存内部设计了两个独立的Bank Group，相当于每次操作16bit的数据，变相地将内存预取值提高到了16n，如果是四个独立的Bank Group，则变相的预取值提高到了32n。

3DS（3-Dimensional Stack，三维堆叠）技术

3.容量 DDR4内存使用了3DS（3-Dimensional Stack，三维堆叠）技术，用来增大单颗芯片的容量，单条内存容量被提升至128GB，而即使是消费桌面版也有16GB，四条就可以组建64GB容量。3DS技术最初由美光提出的,它类似于传统的堆叠封装技术，比如手机芯片中的处理器和存储器很多都采用堆叠焊接在主板上以减少体积—堆叠焊接和堆叠封装的差别在于，一个在芯片封装完成后、在PCB板上堆叠；另一个是在芯片封装之前，在芯片内部堆叠。一般来说，在散热和工艺允许的情况下，堆叠封装能够大大降低芯片面积，对产品的小型化是非常有帮助的。在DDR4上，堆叠封装主要用TSV硅穿孔的形式来实现。

4.电压和功耗 DDR4内存电压降至1.2V，另外DDR4内存还采用了TCSE ( Temperature Compensated Self-Refresh，温度补偿自刷新，主要用于降低存储芯片在自刷新时消耗的功率)、TCARtemperature Compensated Auto Refresh，温度补偿自动刷新，和T CSE类似）、DBI（Data Bus Inversion，数据总线倒置，用于降低VDDQ电流，降低切换操作）等新技术，降低内存运行功耗。

进入到DDR4内存时代，内存制造商数量又出现了不少新鲜面孔，但内存颗粒（DRAM）上游生厂商就剩下三星、SK Hynix和美光，在DDR3时代风躁一时的尔必达并没有拿出相应的产品。内存的性能（频率和时序）影响因素最重要莫过于内存颗粒本身，内存颗粒的特性决定了内存可以达到的内存频率和时序，高的频率和低的时序组合就是更出色的内存读写性能。下面就来介绍三星、SK Hynix和美光各自DDR4内存颗粒。

三星桌面PC DDR4内存颗粒共包含K4A4G045WD、K4A4G085WD、K4A8G045WB、K4A8G085WB四款产品，均已量产，其中K4A4G045WD、K4A4G085WD两款单颗容量为4Gb，K4A8G045WB、K4A8G085WB两款则为8Gb，其中4Gb颗粒适用于组建4Gbx8=4GB单面单条内存，而8Gb颗粒既可以组建8Gbx8=8GB单面单条内存，也可以8Gbx16=16GB双面单条内存。

三星DDR4内存颗粒规格参数

三星桌面DDR4内存颗粒均采用了2xnm工艺，工作电压为1.2V，封装接口为78FBGA。

DDR3时代广受好评的“黑条” 超频性能也出众

从DDR3时代起三星内存的超频性能就非常优秀，DDR4颗粒超频能力得到了继承，不少产品风冷超频就可以实现4000MHz，而SK Hynix和美光鲜有产品能够与之匹敌。

采用三星DDR4内存颗粒的宇瞻刀锋战士Blade DDR4 3000内存

三星的DDR4内存颗粒供应商主要包括芝奇（F4-3200C14D-16GTZ）、宇瞻（刀锋战士Blade DDR4 3000）、海盗船（复仇者DDR4 2666MHz）等，另外三星自家的内存也会使用这些内存颗粒。

在2015年早期SK Hynix主打DDR4内存颗粒为H5AN8G8NMFR（8Gb）和H5AN4G8NMFR（4Gb），这些产品的默认频率较低，一般以普条DDR4 2133MHz较多，同时超频能力也比较一般，即使加电压超频也没有帮助。

SK Hynix DDR4内存颗粒规格参数

进入到2015年下半年，SK Hynix开始推出了H5AN8G8NMFR（8Gb）和H5AN4G8NMFR（4Gb）的更新版本--H5AN8G6NAFR（8Gb）、H5AN8G8NAFR（8Gb）、H5AN4G8NAFR（4Gb）和H5AN4G6NAFR（4Gb）四款产品，其最大的特性是可以加压超频，同时频率也得到了显著提升。

采用SK Hynix MFR内存颗粒的金士顿DDR4内存

虽然AFR取代MFR非常成功，但是AFR和竞争对手三星相比，在高频上依然有所不足，所以那些DDR4内存超频榜单基本被三星所占据。不过从官方数据表中我们可以看出，2016年Q4 SK Hynix还将会推出以BFR后缀的内存颗粒产品，规格容量和目前AFR保持一致，也提供单颗4Gb和8Gb版本，可以提供单条4GB、8GB、16GB的内存解决方案。

SK Hynix内存颗粒的下游供应商较多，最典型的就是金士顿（HyperX Predator系列、HyperX Fury系列）、宇帷Avexir、威刚（XPG系列）等。

美光目前已经量产的DDR4内存颗粒主要包括三款MT40A1G8PM-083E、MT40A2G4PM-083E、MT40A512M16HA-083E，其余产品均处于流片阶段或者交付阶段，单颗容量均为8Gb，三者的内存位宽分别为x8、x4、x16，三款产品均只需双面16颗就可以组成16GB单条。

美光DDR4内存颗粒规格参数

在DDR3时代，美光引以为傲的D9颗粒除了优秀的超频性能，还拥有所以内存颗粒最出色的时序参数，DDR3 2133 9-9-9这样的参数成为DDR3时代的绝唱。进入到DDR4内存时代，美光颗粒并没有带来期待已久的D9传奇，同第一代SK Hynix MFR内存颗粒一样，内存频率平平，同时超频不吃电压，基本处于超不动的状态。

采用美光DDR4内存颗粒的海盗船复仇者LPX DDR4 2400内存

美光MT40A1G8PM-083E、MT40A2G4PM-083E、MT40A512M16HA-083E三款内存颗粒官方定义的频率均为DDR4 2400MHz，CL时序也均为16，所以市面上采用美光颗粒的内存频率基本都是DDR3 2400，例如海盗船复仇者LPX DDR4 2400（CMK8GX4M1A2400C14），不过内存时序被优化到14，但频率基本超不动。

不过在美光的官方产品列表中我们看到了大量的DDR4内存颗粒处于流片或交付阶段，不知道这些新的产品是否会回归D9时代的超频传奇，带来更高的频率和更优秀的时序。